全啟式安全閥主要用于氣體介質(zhì)的場(chǎng)合。

微啟式安全閥主要用于液體場(chǎng)合，有時(shí)也用于排放量很小的氣體場(chǎng)合。

一、安全閥分類(lèi)及特點(diǎn)

1、按整體結(jié)構(gòu)及加載機(jī)構(gòu)分類(lèi)

安全閥按其整體結(jié)構(gòu)及加載機(jī)構(gòu)的不同可以分為重錘杠桿式、脈沖式和彈簧式三種。用得比較普遍的是彈簧式安全閥。

①重錘杠桿式安全閥 

重錘杠桿式安全閥是利用重錘和杠桿來(lái)平衡作用在閥瓣上的力。根據(jù)杠桿原理，它可以使用質(zhì)量較小的重錘通過(guò)杠桿的增大作用獲得較大的作用力，并通過(guò)移動(dòng)重錘的位置(或變換重錘的質(zhì)量)來(lái)調(diào)整安全閥的開(kāi)啟壓力。

優(yōu)點(diǎn)：重錘杠桿式安全閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整容易而又比較準(zhǔn)確，所加的載荷不會(huì)因閥瓣的升高而有較大的增加，適用于溫度較高的場(chǎng)合，過(guò)去用得比較普遍，特別是用在鍋爐和溫度較高的壓力容器上。

缺點(diǎn)：但重錘杠桿式安全閥結(jié)構(gòu)比較笨重，加載機(jī)構(gòu)容易振動(dòng)，并常因振動(dòng)而產(chǎn)生泄漏；其回座壓力較低，開(kāi)啟后不易關(guān)閉及保持嚴(yán)密。

②脈沖式安全閥 

脈沖式安全閥由主閥和輔閥構(gòu)成，通過(guò)輔閥的脈沖作用帶動(dòng)主閥動(dòng)作、其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常只適用于安全泄放量很大的鍋爐和壓力容器。

③彈簧式安全閥 

彈簧式安全閥是利用壓縮彈簧的力來(lái)平衡作用在閥瓣上的力。螺旋圈形彈簧的壓縮量可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)它上面的調(diào)整螺母來(lái)調(diào)節(jié)，利用這種結(jié)構(gòu)就可以根據(jù)需要校正安全閥的開(kāi)啟(整定)壓力。

優(yōu)點(diǎn)：彈簧式安全閥結(jié)構(gòu)輕便緊湊，靈敏度也比較高，安裝位置不受限制，而且因?yàn)閷?duì)振動(dòng)的敏感性小，所以可用于移動(dòng)式的壓力容器上。

缺點(diǎn)：所加的載荷會(huì)隨著閥的開(kāi)啟而發(fā)生變化，即隨著閥瓣的升高，彈簧的壓縮量增大，作用在閥瓣上的力也跟著增加。這對(duì)安全閥的迅速開(kāi)啟是不利的。另外，閥上的彈簧會(huì)由于長(zhǎng)期受高溫的影響而使彈力減小。用于溫度較高的容器上時(shí)，常常要考慮彈簧的隔熱或散熱問(wèn)題，從而使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜起來(lái)。

2、按閥瓣開(kāi)啟的最大高度和流道之比分類(lèi)

按照閥瓣開(kāi)啟的最大高度與安全閥流道直徑之比來(lái)劃分，安全閥主要分為全啟式安全閥和微啟式安全閥兩種。

① 全啟式安全閥 

全啟式安全閥的開(kāi)啟高度大于或等于流道直徑的1/4。全啟式安全閥的排放面積是閥座喉部最小截面積。其動(dòng)作過(guò)程是屬于兩段作用式，必須借助于一個(gè)升力機(jī)構(gòu)才能達(dá)到全開(kāi)啟，全啟式安全閥主要用于氣體介質(zhì)的場(chǎng)合。

② 微啟式安全閥 

微啟式安全閥的開(kāi)啟高度小于流道直徑的1/4，通常為流道直徑的1/40一1/20。其動(dòng)作過(guò)程是比例作用式的，主要用于液體場(chǎng)合，有時(shí)也用于排放量很小的氣體場(chǎng)合。

3、按介質(zhì)排放方式分類(lèi)

按照介質(zhì)排放方式的不同，安全閥又可以分為開(kāi)放式、半封閉式和全封閉式等三種。

①開(kāi)放式安全閥

開(kāi)放式安全閥的閥蓋是敞開(kāi)的，使彈簧腔室與大氣相通，這樣有利于降低彈簧的溫度，主要適用于介質(zhì)為蒸汽，以及對(duì)大氣不產(chǎn)生污染的高溫氣體的容器。

②半封閉安全閥 

半封閉式安全閥所排出的氣體一部分通過(guò)排氣管，也有一部分從閥蓋與閥桿間的間隙中漏出，多用于介質(zhì)為不會(huì)污染環(huán)境的氣體的容器。

③全封閉安全閥 

全封閉式安全閥排氣時(shí)，氣體全部通過(guò)排氣管排放，介質(zhì)不能向外泄漏，主要用于介質(zhì)為有毒、易燃?xì)怏w的容器。

4、按作用原理分類(lèi)

可以分為非直接作用式安全閥和直接作用式安全閥。

①非直接作用式安全閥

這類(lèi)安全閥可以分為帶動(dòng)力輔助裝置的安全閥、先導(dǎo)式安全閥。

帶動(dòng)力輔助裝置的安全閥：借助于一個(gè)動(dòng)力輔助裝置，在低于正常開(kāi)啟壓力的情況下強(qiáng)制安全閥開(kāi)啟。適用于開(kāi)啟壓力很接近于工作壓力的場(chǎng)合，或需定期開(kāi)啟安全閥以進(jìn)行檢查或吹除粘著、凍結(jié)的介質(zhì)的場(chǎng)合。同時(shí)，也提供了一種在緊急情況下強(qiáng)制開(kāi)啟安全閥的手段。

先導(dǎo)式安全閥：依靠從導(dǎo)閥排出的介質(zhì)來(lái)驅(qū)動(dòng)或控制的，而導(dǎo)閥本身是一個(gè)直接作用式安全閥，有時(shí)也采用其他形式的閥門(mén)。適用于高壓、大口徑的場(chǎng)合。先導(dǎo)式安全閥的主閥還可以設(shè)計(jì)成依靠工作介質(zhì)來(lái)密封的形式，或者可以對(duì)閥瓣施加比直接作用式安全閥大得多的機(jī)械載荷，因而具有良好的密封性能。同時(shí)，它的動(dòng)作很少受背壓的影響。這種安全閥的缺點(diǎn)在于它的可靠性同主閥和導(dǎo)閥有關(guān)，動(dòng)作不如直接作用式安全閥那樣迅速、可靠，而且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

②直接作用式安全閥 

直接作用式安全閥是在工作介質(zhì)的直接作用下開(kāi)啟的，即依靠工作介質(zhì)壓力的作用克服加載機(jī)構(gòu)加于閥瓣的機(jī)械載荷，使閥門(mén)開(kāi)啟。

這種安全閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作迅速，可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。但因?yàn)橐揽拷Y(jié)構(gòu)加載，其載荷大小受到限制，不能用于高壓、大口徑的場(chǎng)合。

二、安全閥選型須知

1、安全閥各種參數(shù)的確定

①確定安全閥公稱(chēng)壓力

根據(jù)工作溫度、閥門(mén)材料和最大工作壓力選定公稱(chēng)壓力。

②確定安全閥的工作壓力等級(jí)

根據(jù)壓力容器的設(shè)計(jì)溫度和設(shè)計(jì)壓力選定工作壓力等級(jí)，彈簧的工作壓力級(jí)與安全閥的工作壓力有著不同的含義。彈簧的工作壓力級(jí)則是指某一根彈簧所允許使用的工作壓力范圍，在該壓力范圍內(nèi)，安全閥的開(kāi)啟壓力（即整定壓力）可以通過(guò)改變彈簧的預(yù)緊壓縮量進(jìn)行調(diào)節(jié)。而安全閥的工作壓力是指安全閥正常運(yùn)行時(shí)閥前所承受的靜壓力，它與被保護(hù)系統(tǒng)或設(shè)備的工作壓力相同。同一公稱(chēng)壓力的安全閥，根據(jù)彈簧設(shè)計(jì)要求，可以分為多種不同的工作壓力級(jí)。選用安全閥時(shí)，應(yīng)根據(jù)所需開(kāi)啟壓力值確定閥門(mén)的工作壓力級(jí)。

③確定安全閥的排放壓力Pd

蒸汽鍋爐安全閥的排放壓力為整定壓力的1.03倍，安全閥的排放壓力一般為整定壓力（開(kāi)啟壓力）的1.1倍。

④材質(zhì)的確定

選用安全閥的材質(zhì)應(yīng)考慮介質(zhì)的工作溫度、工作壓力，介質(zhì)性能以及材料的工藝性，經(jīng)濟(jì)性等多種因素。

⑤確定安全閥的通徑

根據(jù)必需排放量來(lái)確定，安全閥的排放能力≥必需排放量。被保護(hù)系統(tǒng)所必需的排放量是指系統(tǒng)發(fā)生異常超壓時(shí)為防止超壓所必須排除的量，它是由系統(tǒng)或設(shè)備的工作條件、容量以及可能引起超壓等因素決定的。

2、安全閥特殊結(jié)構(gòu)的確定

①對(duì)于開(kāi)啟壓力大于3MPa蒸汽用的安全閥或介質(zhì)溫度超過(guò)320℃的氣體用的安全閥，應(yīng)選用帶散熱器(翅片)的安全閥。

②對(duì)于易燃、毒性為極度或高度危害介質(zhì)必須采用封閉式安全閥，如需采用帶有提升機(jī)構(gòu)的，則應(yīng)采用封閉式帶板手安全閥。

③對(duì)承受附加背壓力的安全閥，而且其背壓力變化量超過(guò)整定壓力10％時(shí)，應(yīng)選用波紋管安全閥。另外對(duì)使用有腐蝕性介質(zhì)的安全閥，為防止彈簧及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)受介質(zhì)腐蝕，也應(yīng)選用波紋管安全閥。

④液化槽(罐)車(chē)，應(yīng)采用內(nèi)置式安全閥。

⑤對(duì)空氣、60℃以上熱水或蒸汽等非危害介質(zhì)，應(yīng)采用帶板手安全閥。

⑥工作壓力低的固定式容器，可采用靜重式（高壓鍋）或杠桿重錘式安全閥。移動(dòng)式設(shè)備應(yīng)采用彈簧式安全閥。

⑦對(duì)于泄放量大的工況，應(yīng)選用全啟式；對(duì)于工作壓力穩(wěn)定、泄放量小的工況，宜選用微啟式；對(duì)于容器長(zhǎng)度超過(guò)6m的應(yīng)設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上安全閥；對(duì)于高壓、泄放量大的工況，宜選用非直接起動(dòng)式，如脈沖式安全閥。

⑧對(duì)于介質(zhì)較稠且易堵塞的，宜選用安全閥與爆破片的串聯(lián)組合式的泄放裝置。

三、安全閥選型須知

1、安裝要求

①對(duì)于高毒性介質(zhì)，要選用密封性良好的安全閥類(lèi)型。

②對(duì)于腐蝕性介質(zhì)，安全閥要與爆破片組合安裝。

③對(duì)于重要安全閥，或者易受火災(zāi)影響的安全閥，要設(shè)置噴淋保護(hù)。

④對(duì)于高溫介質(zhì)安全閥，高溫對(duì)彈簧影響較大，應(yīng)避免選用彈簧式安全閥。

⑤安全閥要設(shè)置靜電跨線。

⑥為了防止安全閥反復(fù)啟閉，產(chǎn)生顫振，損壞閥門(mén)，要減少安全閥入口管道的壓力降，即加大入口管徑、縮短入口管段。

⑦對(duì)于球罐用安全閥，要安裝雙安全閥，且其中任何一個(gè)安全閥的泄壓能力，都能滿(mǎn)足球罐安全泄壓要求。

2、安裝位

①安裝位置，盡量靠近被保護(hù)的設(shè)備或管道。

②垂直向上安裝。

③安裝在易于檢修和調(diào)節(jié)之處，周?chē)凶銐蚩臻g。

④對(duì)于盛裝易燃、毒性、黏性介質(zhì)的容器、設(shè)備，可在安全閥前裝截止閥，但截止閥的流通面積，不得小于安全閥的最小流通面積，并加裝鉛封，保證截止閥處于全開(kāi)、常開(kāi)狀態(tài)。

⑤壓力容器的安全閥，安裝在容器本體液面以上氣相空間，也可以安裝在連接點(diǎn)位于壓力容器氣相空間的管道上。

⑥對(duì)于可能被物料堵塞或腐蝕的安全閥，在其入口前設(shè)爆破片，并在安全閥與爆破片之間，加裝檢查閥，在其入口管道上采取反吹掃、伴熱或保溫等防堵措施。

⑦安全閥要與截止閥反向安裝，減少閥門(mén)自重力影響，避免出現(xiàn)應(yīng)力疲勞和排放振動(dòng)疲勞。

⑧在管道上安裝的安全閥，應(yīng)設(shè)置在流體壓力比較穩(wěn)定且距波動(dòng)源有一定距離的地方，不能安裝在水平管道的死角處。

⑨對(duì)空緊急排放，管口要平整、不尖銳，沒(méi)有毛刺，以防產(chǎn)生靜電放電。

⑩對(duì)于液體介質(zhì)的管道、換熱器或壓力容器等，當(dāng)閥門(mén)關(guān)閉可能會(huì)出現(xiàn)熱膨脹，造成壓力憋高的問(wèn)題時(shí)，設(shè)置的安全閥可水平安裝，直接向下排出液體。

?安全閥的閥體，要支撐平穩(wěn)。

?安全閥安裝點(diǎn)，不能使安全閥承受過(guò)大的背壓值，應(yīng)在規(guī)定允許范圍內(nèi)。

?介質(zhì)為極度和高度危害或易燃易爆介質(zhì)的容器，安全閥的排出口應(yīng)引至安全地點(diǎn)，并進(jìn)行妥善處理。

兩個(gè)以上的安全閥若共用一根排放管時(shí)，排放管的截面積應(yīng)不小于所有安全閥出口截面積的總和，但氧氣或可燃?xì)怏w以及其他能相互產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的兩種氣體不能共用一根排放管。

四、安全閥失效模式及應(yīng)對(duì)措施

不正常開(kāi)啟

超整定壓力開(kāi)啟，即超過(guò)設(shè)備最高允許工作壓力才開(kāi)啟。這就失去了安全閥的過(guò)載保護(hù)功能，造成這種情況的原因及應(yīng)對(duì)措施如下：

(1)整定壓力不準(zhǔn)，整定壓力調(diào)得過(guò)高。應(yīng)對(duì)措施：重新調(diào)整彈簧的壓縮量。

(2)閥瓣與閥座粘住。因安全閥在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中未曾動(dòng)作，又未作定期檢查、維修而造成生銹，導(dǎo)致閥瓣與閥座粘連。應(yīng)對(duì)措施：定期對(duì)安全閥作手動(dòng)放氣或放水試驗(yàn)，在使用過(guò)程中注意防濕防潮。

(3)內(nèi)部異物卡阻，閥瓣不能克服障礙物上升，導(dǎo)致開(kāi)啟壓力增大或者無(wú)法開(kāi)啟。應(yīng)對(duì)措施：檢查清除異物。

(4)外部異物卡阻，靜重式或者杠桿式安全閥外部人為加重或者其他原因阻礙閥瓣正常開(kāi)啟。應(yīng)對(duì)措施：檢查清除異物。

(5)工作溫度降低，導(dǎo)致開(kāi)啟壓力升高。應(yīng)對(duì)措施：在常溫下調(diào)整而用于低溫時(shí)，常溫下的整定壓力值應(yīng)略低于要求的開(kāi)啟壓力值。

低于整定壓力開(kāi)啟，即不到整定壓力開(kāi)啟。主要是：

(1)整定壓力不準(zhǔn)。應(yīng)對(duì)措施：重新調(diào)整彈簧的壓縮量；

(2)彈簧老化彈力下降。由于長(zhǎng)期使用或者介質(zhì)腐蝕，導(dǎo)致彈簧老化，進(jìn)而彈力下降。應(yīng)對(duì)措施：適當(dāng)旋緊調(diào)整螺桿或更換彈簧。

(3)工作溫度升高，導(dǎo)致開(kāi)啟壓力降低。應(yīng)對(duì)措施：在常溫下調(diào)整而用于高溫時(shí)，常溫下的整定壓力值應(yīng)略高于要求的開(kāi)啟壓力值。

(4)因泄漏等原因，安全閥使用環(huán)境高于彈簧允許工作溫度造成彈簧彈力下降。應(yīng)對(duì)措施：及時(shí)研磨密封面消除泄漏并更換新彈簧。

(5)安全閥傾斜，由于安裝或者觸碰擠壓，導(dǎo)致安全閥傾斜。應(yīng)對(duì)措施：安全閥尤其是靜重式安全閥和杠桿式安全閥須垂直安裝，并設(shè)置堅(jiān)固防護(hù)圈。

安全閥泄漏

在設(shè)備正常工作壓力下，閥瓣與閥座密封面之間發(fā)生超過(guò)允許程度的滲漏。

(1)閥瓣與閥座密封面之間有雜質(zhì)。應(yīng)對(duì)措施：可使用提升扳手將閥開(kāi)啟幾次，把雜質(zhì)或者贓物沖洗掉；

(2)密封面損傷。由于密封面的材質(zhì)、硬度、裝配等原因，安全閥起跳回座過(guò)程致使密封面變形、錯(cuò)位，或者因密封介質(zhì)溫度變化引起密封面膨脹變形，都可能導(dǎo)致介質(zhì)泄漏。應(yīng)對(duì)措施：根據(jù)密封介質(zhì)的性質(zhì)、可能的溫度變化等選用合適材質(zhì)的安全閥，對(duì)安全閥密封面的缺陷或者損傷，應(yīng)視情形不同而采用研磨、車(chē)削后研磨的方法加以修復(fù)，同時(shí)注意研磨方式，以防止出現(xiàn)溝槽。

(3)密封墊損傷。因雜質(zhì)或者硬物卡、擠、壓等致使密封墊損傷，更換合格密封墊，同時(shí)注意安放密封墊時(shí)首先清潔安裝位置及安裝物件；

(4)閥桿彎曲、傾斜，使閥瓣與閥座錯(cuò)位。應(yīng)對(duì)措施：重新裝配或更換；

(5)彈簧彈性降低或失去彈性，因彈簧被介質(zhì)腐蝕或者介質(zhì)溫度升高導(dǎo)致彈簧變軟，預(yù)緊力減小，發(fā)生滲漏。應(yīng)對(duì)措施：加強(qiáng)彈簧防銹蝕和隔熱措施，及時(shí)更換彈簧或者重新調(diào)整開(kāi)啟壓力。

(6)彈簧斷裂。應(yīng)對(duì)措施：重新更換彈簧。

(7)裝配不當(dāng)或有關(guān)零件尺寸不合適，裝配過(guò)程中閥芯閥座未完全對(duì)正或結(jié)合面有透光現(xiàn)象，原因是閥芯閥座密封面過(guò)寬不利于密封。應(yīng)對(duì)措施：檢查閥芯周?chē)浜祥g隙大小及均勻性，保證閥芯頂尖孔與密封面同正度；檢查各部間隙不允許抬起閥芯；圖紙要求適當(dāng)減小密封面寬度實(shí)現(xiàn)有效密封。

(8)閥體結(jié)合面滲漏，結(jié)合面螺栓拴緊力不夠或緊偏，造成結(jié)合面密封不好；閥體結(jié)合面密封墊不符合標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)對(duì)措施：調(diào)整螺栓緊力，緊螺栓時(shí)一定要按對(duì)角把緊方式進(jìn)行，最好是邊緊邊測(cè)量各處間隙，將螺栓緊到緊不動(dòng)為止，并使結(jié)合面各處間隙一致，其次，應(yīng)采用合乎標(biāo)準(zhǔn)的密封墊。

(9)閥桿與閥瓣接觸處銹蝕，造成閥瓣自就位能力喪失，在外露閥桿受到擾動(dòng)時(shí)，閥瓣隨著偏移，造成密封失效，發(fā)生泄漏。應(yīng)對(duì)措施：定期檢查閥桿與閥瓣接觸槽，采取合理的防銹措施。

(10)整定壓力與設(shè)備工作壓力過(guò)于接近，由于設(shè)備工作壓力波動(dòng)范圍接近或者超過(guò)安全閥的密封壓力，可能引起泄漏。應(yīng)對(duì)措施：選用適當(dāng)?shù)陌踩y，合理設(shè)定安全閥整定壓力。

安全閥閥瓣不穩(wěn)

閥瓣頻跳或顫振。頻跳指的是安全閥回座后，待壓力稍一升高，安全閥又將開(kāi)啟，反復(fù)幾次出現(xiàn)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為安全閥的“頻跳”。發(fā)生頻跳現(xiàn)象對(duì)安全閥密封極為不利，極易造成密封面泄漏。安全閥在排放過(guò)程中出現(xiàn)的抖動(dòng)現(xiàn)象，稱(chēng)其為安全閥的顫振，顫振現(xiàn)象發(fā)生極易造成金屬疲勞，使安全閥機(jī)械性能下降，造成嚴(yán)重設(shè)備隱患。其不穩(wěn)主要是：

(1)彈簧剛度太大，閥瓣上升不到開(kāi)啟高度，排放量過(guò)小，安全閥開(kāi)啟后壓力繼續(xù)上升，導(dǎo)致重新開(kāi)啟。應(yīng)對(duì)措施改用剛度適當(dāng)?shù)膹椈桑?

(2)調(diào)節(jié)圈調(diào)整不當(dāng)，通道面積過(guò)大，安全閥開(kāi)啟后，壓力急劇下降到工作壓力以下，閥門(mén)將隨著閥瓣對(duì)閥座的劇烈撞擊而關(guān)閉，由于壓力升高根源并未消除，閥瓣再次開(kāi)啟，形成頻跳。應(yīng)對(duì)措施：重新調(diào)整調(diào)節(jié)圈位置。

(3)排放管道阻力過(guò)大，流出的介質(zhì)動(dòng)量急劇減小，造成過(guò)大的排放背壓。應(yīng)對(duì)措施：減小排放管道阻力，清除排放管道障礙。

(4)閥門(mén)使用不當(dāng)，選用閥門(mén)排放能力太大。應(yīng)對(duì)措施：使選用的閥門(mén)額定排量盡可能接近設(shè)備必需的排放量。

安全閥動(dòng)作后回座不正常

排氣后壓力繼續(xù)上升。這主要是：

(1)選用的安全閥排量小于設(shè)備的安全泄放量，安全閥開(kāi)啟后，來(lái)不及將超壓部分介質(zhì)排掉，壓力容器壓力繼續(xù)上升。應(yīng)對(duì)措施：重新選用合適的安全閥。

(2)閥桿中線不正或彈簧生銹，使閥瓣不能升到應(yīng)有的高度，使得安全閥排放量減小。應(yīng)對(duì)措施：重新裝配閥桿或更換彈簧，并注意彈簧的防銹措施；

(3)排氣管截面不夠，使得安全閥排量小于設(shè)備的安全泄放量。應(yīng)對(duì)措施：采用符合安全排放面積的排氣管。

(4)彈簧級(jí)別不符合要求，由于剛度過(guò)小，調(diào)整時(shí)彈簧壓縮量過(guò)大，造成開(kāi)啟高度不夠。應(yīng)對(duì)措施：更換相應(yīng)級(jí)別的彈簧，彈簧的剛度要適當(dāng)。

排放后閥瓣不回座。這主要是：

(1)彈簧彎曲閥桿、閥瓣安裝位置不正或被卡住。應(yīng)對(duì)措施：應(yīng)重新裝配，認(rèn)真檢驗(yàn)運(yùn)動(dòng)部件是否有碰傷、拉毛、鐵銹或者毛刺等缺陷，并及時(shí)清除。

(2)安全閥彈簧在使用過(guò)程中斷裂，開(kāi)啟后，斷裂處錯(cuò)位，造成閥瓣不能正常回座。應(yīng)對(duì)措施：及時(shí)更換新彈簧。